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Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. © Techniques de l’Ingénieur, traité Matériaux métalliques M 3 660 − 1 Contrôles en fonderie Principes par Gérard FACY Ingénieur des Arts et Métiers Professeur à l’École nationale supérieure d’arts et métiers de Paris a qualité exigée aujourd’hui des produits industriels nécessite la mise en place dans les entreprises d’une politique de contrôle efﬁcace. Les produits obtenus par la technique de fonderie obéissent à cette même règle, d’autant que l’emploi de nouveaux alliages métalliques allié à des tech- niques de fonderie innovantes connaît un grand développement et offre un champ d’application qui intéresse toutes les branches de l’activité industrielle. Aussi, outre leurs emplois traditionnels, les pièces de fonderie sont présentes également dans les biens d’équipement, l’industrie automobile, la construction ferroviaire, la construction aéronautique et aérospatiale, et même, dernière- ment, dans la téléphonie mobile ! La fonderie est essentiellement un métier de savoir-faire dont la qualité de la fabrication dépend de très nombreux paramètres. 1. Principes généraux.................................................................................. M 3 660 - 2 2. Conception des pièces de fonderie .................................................... — 4 3. Méthodes. Déﬁnition des procédures de contrôle ......................... — 6 3.1 Programme de contrôle .............................................................................. — 6 3.2 Pièce type ..................................................................................................... — 6 3.3 Contrôle systématique ................................................................................ — 6 3.4 Contrôle statistique et lotissement ............................................................ — 7 3.4.1 Lotissement......................................................................................... — 7 3.4.2 Exemple d’une procédure de contrôle.............................................. — 7 3.4.3 Constitution d’un lot........................................................................... — 7 3.5 Laboratoires de contrôle............................................................................. — 7 4. Gestion de la non-qualité....................................................................... — 8 4.1 Élimination des défauts............................................................................... — 9 4.2 Détermination des causes........................................................................... — 9 4.3 Identiﬁcation des défauts. Classiﬁcation ................................................... — 10 4.3.1 Retassure............................................................................................. — 10 4.3.2 Crique .................................................................................................. — 12 4.3.3 Soufﬂures et piqûres.......................................................................... — 13 4.3.4 Abreuvage et métallisation................................................................ — 13 4.3.5 Reprise et malvenue........................................................................... — 13 4.3.6 Autres défauts..................................................................................... — 14 4.4 Mise en conformité aux critères de contrôle............................................. — 14 5. Traçabilité .................................................................................................. — 16 6. Programmes annexes.............................................................................. — 16 6.1 Assurance qualité ........................................................................................ — 16 6.2 Réception par le client................................................................................. — 16 6.3 Contrôles au titre des conditions de travail et de respect de l’environnement............................................................... — 16 Pour en savoir plus........................................................................................... Doc. M 3 662 L CONTRÔLES EN FONDERIE _______________________________________________________________________________________________________________ Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. M 3 660 − 2 © Techniques de l’Ingénieur, traité Matériaux métalliques Pour viser l’objectif de la qualité totale de ses produits ainsi que leur conformité aux cahiers des charges, l’industrie de la fonderie s’appuie sur les plus récentes avancées scientiﬁques et techniques en matière de contrôle et de suivi de processus de production. Les recherches qui sont activement menées en fonderie pour caractériser les matériaux, celui de la pièce moulée comme ceux du moule, contribuent fortement au développement de la simulation numérique. La numérisation permet de simuler les phénomènes physiques intervenant en fonderie. Elle constitue aujourd’hui une aide indispensable à la conception du produit moulé en permettant de nombreux contrôles antérieurs à la production, comme la prédiction de la structure de l’alliage coulé, le niveau de qualité de la pièce moulée, ainsi que sa tenue en service. Les contrôles de fonderie contribuent directement à une meilleure maîtrise des processus de production et débouchent sur un nouvel état d’esprit fondé sur la qualité totale, la recherche du zéro défaut, ou le bien faire dès la première fois, qui implique tous les acteurs de l’entreprise. Toutefois, la fonderie, pas plus que les autres techniques, ne peut fournir un produit « parfait ». Il est important de convenir clairement, avec le client, de la sévérité des moyens de contrôle à mettre en œuvre, selon les fonctions assurées par la pièce, son coût de production et les délais convenus. En outre, la nature de l’alliage, la technique de fonderie employée, le type de fabrication unitaire ou en série, conditionneront la politique de contrôle à adopter. À cet effet, la rédaction d’un programme de contrôle déﬁnissant les diverses procédures à suivre constituera, pour le fondeur, un auxiliaire indispensable à la production de pièces de fonderie de qualité et, pour le client, l’assurance d’une démarche de progrès. Cet ensemble se compose de deux articles : [M 3 660] Contrôles en fonderie. Principes ; [M 3 661] Contrôles en fonderie. Mise en œuvre ; auxquels se rattache un fascicule de documentation : [Doc. M 3 662] Contrôles en fonderie. « Pour en savoir plus ». 1. Principes généraux Métier de savoir-faire dont la qualité de la fabrication dépend directement de très nombreux paramètres, l’industrie de la fonderie intègre régulièrement les applications des plus récentes avancées scientiﬁques et techniques en matière de contrôle et de suivi de processus de production. L’objectif vise la qualité totale des produits obtenus ainsi que leur conformité aux cahiers des charges. Sont publiées, à cet effet, des normes françaises, européennes et internationales éditées par l’AFNOR, ainsi que des spéciﬁcations prescrites par le ministère de la Défense, le ministère de l’Industrie et de la Recherche, par des entreprises comme EDF ou la SNCF (pour ses pièces d’appareil de voie en graphite sphéroïdal, par exemple) ou encore par des bureaux de contrôle ofﬁciels. Dans le cadre des systèmes d’assurance qualité, un certain nom- bre de fonderies sont détentrices de certiﬁcations délivrées par ces organismes. Comme les autres industries, la fonderie bénéﬁcie de l’automa- tisation et de la robotisation qui, tout en réduisant la pénibilité de certaines tâches, contribuent à une meilleure maîtrise de la production. Exemple : tenue des pièces de fonderie en service. La ﬁgure 1 montre le bon état d’une fourchette de boîte de vitesses encore apte à remplir sa fonction après 10 000 manœuvres. Figure 1 – Fourchette de boîte de vitesses en alliage cuivreux coulé sous pression (cliché ENSAM) ______________________________________________________________________________________________________________ CONTRÔLES EN FONDERIE Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. © Techniques de l’Ingénieur, traité Matériaux métalliques M 3 660 − 3 Cependant, il reste encore des domaines, comme le parachè- vement, le contrôle et la réparation de grosses pièces unitaires, où la main-d’œuvre et son savoir-faire, constituent une partie notable de la valeur ajoutée à la pièce de fonderie (c’est le cas, par exem- ple, des constructions en acier moulé du Centre Georges Pompi- dou). I Le contrôle, un concept élargi Les contrôles ne se limitent pas à la pièce de fonderie livrée au client. Le concept de contrôle du produit moulé prend en compte l’ensemble des facteurs qui ont contribué à sa production mais impliquent également l’entreprise dans son mode de fonctionne- ment (ﬁgure 2). Des procédures concernant la qualité de la production, comme la qualité totale, la recherche du zéro défaut ou le bien faire dès la première fois, sont mises en place dans les fonderies. L’évaluation du coût de la non-qualité constitue un facteur qui responsabilise chacun des acteurs de la production et facilite l’application de pro- cédures s’appuyant sur des méthodes d’autocontrôle et des outils de gestion de la qualité. Dans cet esprit, les normes ISO 9000 offrent un champ d’action encore plus vaste au contrôle qui dépasse le cadre strict de l’entre- prise en déﬁnissant ses rapports avec ses différents partenaires pour offrir des garanties au plan de la qualité. Par ailleurs, la prochaine obligation de mettre les entreprises en conformité avec les normes ISO 14000, concernant le respect environnemental, aura nécessairement un impact sur la déﬁnition des moyens de production, puisque les rejets, quelle que soit leur nature, feront l’objet de contrôles et devront, à terme, tendre vers le zéro rejet. Le savoir-faire des entreprises est capital pour assurer la qualité des contrôles. Toutefois, la sévérité de ceux-ci est en rapport avec la fonction de la pièce qui doit être produite au meilleur coût possible et dans les délais convenus. Figure 2 – Schéma d’une ligne de production automatisée en moulage sable avec châssis : points de contrôle 9 8 10 11 7 12 13 5 6 4 3 2 1 Sablerie Sablerie Meulage Pièce brute Noyautage Bavure Élaboration de l'alliage liquide 1 Serrage châssis inférieur 2 Retournement 3 Transfert sur convoyeur 4 Remoulage des noyaux 5 Serrage châssis supérieur 6 Fermeture du moule 7 Chargement des moules 8 Coulée 9 Tunnel de refroidissement et de captage de fumées 10 Déchargement des moules 11 Transfert des charges 12 Décochage 13 Retour des châssis pour un nouveau cycle de production Les différentes opérations réalisées sur la ligne de production font l'objet de contrôles CONTRÔLES EN FONDERIE _______________________________________________________________________________________________________________ Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. M 3 660 − 4 © Techniques de l’Ingénieur, traité Matériaux métalliques Par ailleurs, l’appréciation de la qualité totale ne se fonde pas exclusivement sur la nature ou la qualité des moyens de contrôles dont dispose l’entreprise. L’éthique de son management, les conditions de travail, le respect de l’environnement, constituent, également, quelques-uns des critères d’appréciation de la part de ses clients. I Pourquoi effectuer des contrôles ? Les différentes phases nécessaires à la production d’une pièce de fonderie sont régies par de nombreux uploads/Industriel/ controles-en-fonderie-principes.pdf